JP6454264B2

JP6454264B2 - 作業機械

Info

Publication number: JP6454264B2
Application number: JP2015255266A
Authority: JP
Inventors: 幸次兵藤
Original assignee: KCM Corp
Current assignee: KCM Corp
Priority date: 2015-12-25
Filing date: 2015-12-25
Publication date: 2019-01-16
Anticipated expiration: 2035-12-25
Also published as: CN107923300B; EP3396130A4; CN107923300A; US10662617B2; EP3396130A1; US20180251957A1; WO2017110611A1; JP2017115831A; EP3396130B1

Description

本発明は、作業機械に関する。

走行負荷計測手段によって計測された走行負荷が所定のしきい値以上である場合に、走行負荷が高いと判断して、可変容量型油圧ポンプの吸収トルクを低下させる制御手段を備えた作業機械が知られている（特許文献１参照）。

特開２００９−１５０２１６号公報

ところで、排ガス規制を満足するために、エンジンからの排気エネルギーが低い低速回転時でも効率良く過給を行うことのできる可変容量ターボ（Variable Geometry Turbo：ＶＧＴ）を作業機械に搭載することが検討されている。しかしながら、近年、エンジンのダウンサイジング化が進んでおり、過給機にかかる負荷が大きくなってきているので、過給機を制御する制御装置への熱の影響が懸念されている。過給機の制御装置が高温になると、制御装置が故障するおそれがある。特許文献１には、過給機や過給機を制御する制御装置、および、制御装置への熱の影響に対して、なんら開示されていない。

本発明の一態様による作業機械は、過給圧を変更可能な可変容量式の過給機と、作業装置を備えた作業機械であって、エンジンにより駆動され、前記作業装置を駆動させるアクチュエータに圧油を供給する可変容量型の作業用油圧ポンプと、前記過給機を制御する過給機制御装置と、前記過給機制御装置の温度を検出する温度検出装置と、前記過給機制御装置の温度が第１温度よりも高いときには、前記第１温度よりも低いときに比べて、前記作業用油圧ポンプの最大吸収トルクを制限する主制御装置と、を備えている。

本発明によれば、過給機の制御装置の温度上昇を抑え、過給機の制御装置の寿命を向上できる。

ホイールローダの側面図。ホイールローダの概略構成を示す図。（ａ）はリリーフ圧と冷却ファンの最高回転速度との関係を示す図、（ｂ）はターボコントローラの基板温度と冷却ファンの最高回転速度の関係を示す図。（ａ）エンジンの制御系の構成を示す図、（ｂ）メインコントローラの機能ブロック図。ターボコントローラの基板温度と作業用ポンプの最大吸収トルクの関係を示す図。エンジンの冷却水の温度と作業用ポンプの最大吸収トルクの関係を示す図。エンジンの冷却水の温度と冷却ファンの最高回転速度の関係を示す図。本発明の第２の実施の形態に係るホイールローダのメインコントローラによる作業用ポンプの最大吸収トルクの制限制御、および、冷却ファンの最高回転速度の増速補正制御の処理の動作を示したフローチャート。エンジンの冷却水の温度と、ターボコントローラを構成する制御基板の温度と、エンジンの負荷率の関係を示す図。第２の実施の形態の変形例２に係るホイールローダのエンジンコントローラによる制限実行判定制御処理の動作を示したフローチャート。第２の実施の形態の変形例２に係るホイールローダのメインコントローラによる作業用ポンプの最大吸収トルクの制限制御、および、冷却ファンの最高回転速度の増速補正制御の処理の動作を示したフローチャート。

以下、図面を参照して、本発明による作業機械の一実施の形態を説明する。
−第１の実施の形態−
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る作業機械の一例であるホイールローダ１００の側面図である。ホイールローダ１００は、アーム１１１、バケット１１２、および、前輪１０３Ｆ等を有する前部車体１１０と、運転室１０６、機械室１０７、および、後輪１０３Ｒ等を有する後部車体１０５とで構成される。機械室１０７内には、エンジンが配設されている。

アーム１１１はアームシリンダ１１７の駆動により上下方向に回動（俯仰動）し、バケット１１２はバケットシリンダ１１５の駆動により上下方向に回動（クラウドまたはダンプ）する。アーム１１１、アームシリンダ１１７、バケット１１２およびバケットシリンダ１１５は、フロント作業装置１０２を構成している。前部車体１１０と後部車体１０５はセンタピン１０１により互いに回動自在に連結され、ステアリングシリンダ１１６の伸縮により後部車体１０５に対し前部車体１１０が左右に屈折する。

図２はホイールローダ１００の概略構成を示す図である。ホイールローダ１００の運転室１０６には、アクセルペダル２１が配設されている。エンジン１９０の回転速度は、アクセルペダル２１の操作量（踏み込み量）の増加に伴い上昇する。エンジン回転速度が上昇すると、後述する作業装置駆動用の油圧ポンプ（以下、作業用ポンプ７と記す）および冷却ファン駆動用の油圧ポンプ（ファン用ポンプ８と記す）の回転速度が上昇し、各油圧ポンプから吐出される作動油の流量が増大する。

ホイールローダ１００は、エンジン１９０により駆動される作業用ポンプ７と、作業用ポンプ７から吐出される圧油を制御するコントロールバルブ１７と、作業用油圧シリンダ１８（たとえばバケットシリンダ１１５やアームシリンダ１１７などの油圧アクチュエータ）とを備えている。コントロールバルブ１７は不図示の操作レバーの操作により駆動され、操作レバーの操作量に応じて作業用油圧シリンダ１８が駆動される。つまり、作業用ポンプ７から吐出される圧油が作業用油圧シリンダ１８に供給されることによって、フロント作業装置１０２が駆動される。

作業用ポンプ７は、押しのけ容積が変更される斜板式あるいは斜軸式の可変容量型の油圧ポンプである。作業用ポンプ７の吐出流量は、押しのけ容積と作業用ポンプ７の回転速度に応じて決定される。レギュレータ７ｒは、作業用ポンプ７の吸収トルクが、メインコントローラ１２０によって設定された最大吸収トルク（最大ポンプ入力トルク）を超えないように、押しのけ容積を調節する。後述するように、最大吸収トルクの設定値は、ターボコントローラ１４０の温度に応じて変更される。

ホイールローダ１００は、エンジン１９０により駆動されるファン用ポンプ８と、ファン用ポンプ８から吐出される圧油によって駆動されるファン用の油圧モータ（以下、ファンモータ１１と記す）と、ファンモータ１１によって回転される冷却ファン１３と、ファンモータ１１の最高回転速度を設定するためのリリーフ弁９と、エンジン１９０の回転速度変化により、ファンモータ１１を駆動する油圧回路が負圧になった場合のキャビテーションを防止するためのチェック弁１０とを備えている。ファンモータ１１は、複数の熱交換器を有する熱交換器ユニットに外気（冷却風）を送風する冷却ファン１３を回転させる。熱交換器ユニットは、熱交換器として、ラジエータ１４、作動油クーラ１６、インタークーラ３１およびＥＧＲクーラ３２を備えている。

エンジン１９０の冷却水は、サーモスタット（不図示）を経由してラジエータ１４に流れ込み、ラジエータ１４で冷却された後、再びエンジン１９０に戻る。なお、エンジン１９０の冷却水は、後述するターボコントローラ１４０を構成する制御基板のケーシングにも導かれ、ケーシングに設けられた冷却水通路に冷却水を通過させることで、ターボコントローラ１４０を冷却する。作動油は、タンク８０から作業用ポンプ７で吸い上げられて吐出され、コントロールバルブ１７を経由して作動油クーラ１６へ流れ込み、作動油クーラ１６で冷却された後、再びタンク８０に戻る。

ファン用ポンプ８から吐出される圧油（作動油）がファンモータ１１に供給されると、ファンモータ１１が回転し、ファンモータ１１の回転軸に連結された冷却ファン１３が回転する。ファンモータ１１に供給された油は、タンク８０に戻る。冷却ファン１３が回転すると、冷却ファン１３により冷却風が発生する。冷却ファン１３により発生した冷却風は、ラジエータ１４、作動油クーラ１６、インタークーラ３１およびＥＧＲクーラ３２に向けて送風され、冷却風との熱交換によりエンジン１９０の冷却水、作動油、後述する過給機５０で過給された空気、および、ＥＧＲガスが冷却される。

リリーフ弁９は、ファン用ポンプ８の吐出側管路とタンク８０への戻り側管路との間に介装されている。リリーフ弁９は、ファンモータ１１の入口側圧力（モータ駆動圧）であるファン用ポンプ８の吐出側圧力（以下、吐出圧Ｐｐと記載する）を制限する。

リリーフ弁９は、設定圧を可変可能な電磁式の可変リリーフ弁であって、メインコントローラ１２０からの制御電流に応じて、ファン用ポンプ８からファンモータ１１へ供給される圧油（作動油）の最高圧を規定する。メインコントローラ１２０は、後述するように、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔに基づいて、リリーフ弁９に供給する制御電流値を変更し、リリーフ弁９の設定圧Ｐｓ（以下、リリーフ圧とも記す）を制御する。

メインコントローラ１２０は、リリーフ弁９のリリーフ圧Ｐｓを変更して吐出圧Ｐｐを制御することで、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆを設定する。図３（ａ）は、リリーフ圧Ｐｓと冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆとの関係を示す図である。図３（ａ）に示すように、リリーフ圧Ｐｓが最低圧力Ｐｍｉｎのとき、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆは下限値Ｎｆｎとされ、リリーフ圧Ｐｓの増加に伴い冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆは増加する。リリーフ圧Ｐｓが最高圧力Ｐｍａｘのとき、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆは上限値Ｎｆｘとされる。

図４（ａ）は、エンジン１９０の制御系の構成を示す図である。図４（ａ）に示すように、エンジン１９０には、エンジン１９０から排出される排気ガスが通過する排気管と、エンジン１９０に供給される吸入空気が通過する吸気管とが接続されている。また、エンジン１９０には、排気通路から分岐され、排気ガスの一部（以下、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスと記す）を吸気系（圧縮機５２の下流側）に導くＥＧＲ管が接続されている。

本実施の形態に係るホイールローダ１００のエンジンシステムは、過給を行う過給機（ターボチャージャー）５０を備えている。過給機５０は、排気管に配置されたタービン５１と、吸気管に配置された圧縮機５２とを備えている。タービン５１と圧縮機５２とは機械的に連結されている。タービン５１は、複数のタービン翼が回転軸に放射状に設けられており、エンジン１９０の排気部から排出された排気ガスのエネルギーによって回転駆動される。圧縮機５２は、複数の圧縮機インペラが回転軸に放射状に設けられており、タービン５１により回転駆動されることで、外部から吸入された空気を圧縮して、エンジン１９０の吸気部（エンジンシリンダ）に供給する、すなわち、過給する。

タービン５１には、タービン翼に排気を導く入口の面積を変更可能な複数のノズルベーンを備えたノズルベーン機構５９が開口面積調整機構として設けられている。ノズルベーンの開度は、ターボアクチュエータ１４５によって調整される。ターボアクチュエータ１４５は、エンジン１９０の運転状態に基づいてターボコントローラ１４０によって生成される制御信号により駆動される。つまり、本実施の形態に係る過給機５０は、ノズルベーンの開度を調節し、タービン５１に流入するガスの流速を変化させることで、過給圧を変更可能な可変容量式のターボチャージャとして構成されている。

ノズルベーンの開度が変更されると、過給機５０の回転速度が調節され、エンジン１９０の運転状態に応じた過給圧および排圧が得られる。過給圧とエンジンの排圧を制御することで、ＥＧＲ率を高めることができ、燃焼時に発生する窒素酸化物の生成を抑制できる。ターボコントローラ１４０は、エンジン１９０の低回転時には、ノズルベーンの開度を絞ることで、タービン翼に流入するガスの流速を高め、過給機５０の回転速度を上昇させて、エンジン１９０の過渡応答性を向上できる。

吸気口１９１（図１参照）から取り入れられた空気は、エアクリーナ（不図示）を介して過給機５０へ供給されて過給される。過給機５０で過給された空気は、インタークーラ３１に送られ、インタークーラ３１で冷却され、エンジン１９０の吸気部に供給される。エンジン１９０の排気部から排出される排気ガスは、過給機５０を経由した後、図示しない排気装置に送られ、排気装置で浄化、および音量が抑制された後、テールパイプ１９９（図１参照）から大気中に排出される。なお、ＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ３２に送られ、ＥＧＲクーラ３２で冷却された後、エンジン１９０の吸気部に供給（再循環）される。

エンジン１９０は、燃料噴射装置（ガバナ）１３５により燃料噴射量が制御される。燃料噴射装置は、エンジンコントローラ１３０から出力される制御信号により制御される。

メインコントローラ１２０、エンジンコントローラ１３０およびターボコントローラ１４０は、それぞれＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶装置、その他の周辺回路などを有する演算処理装置が実装された制御基板を備えている。

図２および図４に示すように、メインコントローラ１２０には、アクセル操作量検出器２１ａ（図２参照）、基板温度センサ１６１（図４参照）、冷却水温センサ１６２（図２参照）等の各種センサが接続されている。また、メインコントローラ１２０には、エンジンコントローラ１３０およびターボコントローラ１４０が接続され、コントローラ間で各種情報の授受が行われる。

図２に示すように、アクセル操作量検出器２１ａは、アクセルペダル２１のペダル操作量（ペダルストロークまたはペダル角度）を検出し、検出した情報をメインコントローラ１２０に出力する。メインコントローラ１２０は、アクセル操作量検出器２１ａで検出したアクセルペダル２１のペダル操作量に応じてエンジン１９０の目標エンジン回転速度を設定する。図４（ａ）に示すように、メインコントローラ１２０は、設定した目標エンジン回転速度に対応した制御信号をエンジンコントローラ１３０に出力する。エンジンコントローラ１３０には、エンジン１９０の実エンジン回転速度を検出する回転速度センサ１３１が接続されている。エンジンコントローラ１３０は、回転速度センサ１３１で検出されたエンジン１９０の実エンジン回転速度と、メインコントローラ１２０からの目標エンジン回転速度とを比較して、エンジン１９０の実エンジン回転速度を目標エンジン回転速度に近づけるために燃料噴射装置（ガバナ）１３５を制御する。

図２に示すように、冷却水温センサ１６２は、エンジン１９０の冷却水の温度（以下、冷却水温と記す）を検出し、検出した情報をメインコントローラ１２０に出力する。図４（ａ）に示すように、基板温度センサ１６１は、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板に実装され、制御基板の温度（以下、基板温度Ｔｔと記す）を検出し、検出した情報をメインコントローラ１２０に出力する。

図４（ｂ）は、メインコントローラ１２０の機能ブロック図である。図４（ｂ）に示すように、メインコントローラ１２０は、最大吸収トルク設定部１２１と、ファン速設定部１２２を機能的に備えている。

図５は、ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔと作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａの関係を示す図である。メインコントローラ１２０の記憶装置には、図５に示すターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔに対する作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａの特性のテーブルＴｘが記憶されている。最大吸収トルク設定部１２１（図４（ｂ）参照）は、テーブルＴｘを参照し、基板温度センサ１６１で検出された基板温度Ｔｔに基づいて作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａを設定する。

基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａ以下では、最大吸収トルクＴａは上限値ＴＨに設定される。制限用第１閾値Ｔｔ１ａよりも基板温度Ｔｔが高くなると、最大吸収トルクＴａが上限値ＴＨよりも低くなる。つまり、基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａを超えると、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａが制限されることになる。基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａよりも高くなると、基板温度Ｔｔの増加に伴い最大吸収トルクＴａは徐々に減少する。基板温度Ｔｔが制限用第２閾値Ｔｔ２ａ以上になると、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａは下限値Ｔｘｃｎとなる。つまり、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａは、上限値ＴＨと下限値Ｔｘｃｎとの間で制限量ΔＴ（＝ＴＨ−Ｔｘｃｎ）が変化する。

制限用第１閾値Ｔｔ１ａは、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａの制限を行わない温度帯（以下、非制限温度帯と記す）の上限値、すなわち作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａの制限を行う温度帯（以下、制限実行温度帯と記す）の下限値に相当する温度であり、たとえば、１１０℃程度とされている。制限用第２閾値Ｔｔ２ａは、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａを下限値Ｔｘｃｎに設定する温度帯（以下、最大制限実行温度帯と記す）の下限値に相当する温度であり、制限用第１閾値Ｔｔ１ａよりも高い温度、たとえば、１２５℃程度とされている。

メインコントローラ１２０は、テーブルＴｘを参照して、基板温度センサ１６１で検出されたターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔに基づいて最大吸収トルクＴａを演算し、図示しないセンサで検出される作業用ポンプ７の吐出圧（負荷圧）とエンジン１９０の実回転速度に基づいて、この最大吸収トルクＴａを超えないように、作業用ポンプ７の押しのけ容積を制御する。

図３（ｂ）は、ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔと冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆの関係を示す図である。メインコントローラ１２０の記憶装置には、図３（ｂ）に示すターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔに対する冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆの特性のテーブルＴｆが記憶されている。ファン速設定部１２２（図４（ｂ）参照）は、テーブルＴｆを参照し、基板温度センサ１６１で検出された基板温度Ｔｔに基づいて冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆを設定する。

基板温度Ｔｔが補正用第１閾値Ｔｔ１ｂ以下では、最高回転速度Ｎｆは下限値Ｎｆｎに設定される。補正用第１閾値Ｔｔ１ｂよりも基板温度Ｔｔが高くなると、最高回転速度Ｎｆが下限値Ｎｆｎよりも高くなる。つまり、基板温度Ｔｔが補正用第１閾値Ｔｔ１ｂを超えると、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆが増速補正されることになる。基板温度Ｔｔが補正用第１閾値Ｔｔ１ｂよりも高くなると、基板温度Ｔｔの増加に伴い最高回転速度Ｎｆは徐々に増加する。基板温度Ｔｔが補正用第２閾値Ｔｔ２ｂ以上になると、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆは上限値Ｎｆｘとなる。つまり、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆは、下限値Ｎｆｎと上限値Ｎｆｘとの間で補正量ΔＮ（＝Ｎｆｘ−Ｎｆｎ）が変化する。

図３（ｂ）に示す補正用第１閾値Ｔｔ１ｂは、図５で示す制限用第１閾値Ｔｔ１ａと同じ温度であり（Ｔｔ１ｂ＝Ｔｔ１ａ）、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆの増速補正を行わない温度帯（以下、非補正温度帯と記す）の上限値、すなわち冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆの増速補正を行う温度帯（以下、補正実行温度帯と記す）の下限値に相当する温度である。図３（ｂ）に示す補正用第２閾値Ｔｔ２ｂは、図５で示す制限用第２閾値Ｔｔ２ａと同じ温度であり（Ｔｔ２ｂ＝Ｔｔ２ａ）、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆを上限値Ｎｆｘに設定する温度帯（以下、最大補正実行温度帯と記す）の下限値に相当する温度である。

メインコントローラ１２０は、テーブルＴｆを参照して、基板温度センサ１６１で検出されたターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔに基づいて冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆを演算し、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆが演算された値となるようにリリーフ弁９に制御電流を出力して、設定圧Ｐｓを制御する。

ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔの検出、ならびに、基板温度Ｔｔに基づく作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａの演算処理および冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆの演算処理は、イグニッションスイッチ（不図示）がオンされると、メインコントローラ１２０により、所定の制御周期で繰り返し実行される。

第１の実施の形態の動作をまとめると次のようになる。基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａ（＝補正用第１閾値Ｔｔ１ｂ）以下の場合、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａは制限されず（図５参照）、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆは増速補正されない（図３（ｂ）参照）。

負荷の高い作業（たとえば、Ｖシェープローディング）が長時間に亘って繰り返し行われると、過給機５０の温度、すなわちタービン５１や圧縮機５２等の温度が上昇する。タービン５１や圧縮機５２等で発生した熱は、タービン５１や圧縮機５２等を収容するケーシングやターボアクチュエータ１４５を介してターボコントローラ１４０を構成する制御基板に伝えられる。ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａ（＝補正用第１閾値Ｔｔ１ｂ）を超えると、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａが制限され（図５参照）、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆは増速補正される（図３（ｂ）参照）。たとえば、基板温度Ｔｔが制限用第２閾値Ｔｔ２ａ（＝補正用第２閾値Ｔｔ２ｂ）以上まで上昇している場合、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａは下限値Ｔｘｃｎに設定され、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆは上限値Ｎｆｘに設定される。

なお、Ｖシェープローディングとは、以下の（ａ）〜（ｄ）の作業を一サイクルとした掘削・積込作業である。
（ａ）ホイールローダ１００を地山に向けて前進させ、地山にバケット１１２を突入させ、バケット１１２およびアーム１１１を操作して掘削作業を行う。
（ｂ）掘削作業が終了すると、ホイールローダ１００を一旦後退させる。
（ｃ）ホイールローダ１００をダンプトラックに向けて前進させ、ダンプトラックの手前で停止し、バケット１１２内の土砂等をダンプトラックに積み込む。
（ｄ）ホイールローダ１００を元の位置に後退させる。

本実施の形態によれば、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａが低く制限されるので、作業のサイクル時間が長くなる。その結果、エンジン負荷が低下し、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが低下する。さらに、本実施の形態によれば、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆが増速補正されるので、ターボコントローラ１４０を効果的に冷却することができる。

基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａ（＝補正用第１閾値Ｔｔ１ｂ）以下になると、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａは上限値ＴＨに設定され、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆは下限値Ｎｆｎに設定される。換言すれば、基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａ（＝補正用第１閾値Ｔｔ１ｂ）以下になると、メインコントローラ１２０は、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａの制限を解除して、作業用ポンプ７の状態を制限状態から非制限状態に復帰させる。また、基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａ（＝補正用第１閾値Ｔｔ１ｂ）以下になると、メインコントローラ１２０は、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆの増速補正を解除して、冷却ファン１３の状態を補正状態から非補正状態に復帰させる。

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）ホイールローダ１００は、エンジン１９０からタービン５１への排気ガスの流路の開口面積を調節することで過給圧を変更可能な可変容量式の過給機５０と、作業用ポンプ７から吐出される圧油によって駆動されるフロント作業装置１０２とを備えている。作業用ポンプ７は、エンジン１９０により駆動され、フロント作業装置１０２を駆動させる作業用油圧シリンダ１８に圧油を供給する可変容量型の油圧ポンプである。過給機５０はターボコントローラ１４０により制御され、ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔは基板温度センサ１６１により検出される。メインコントローラ１２０は、基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａよりも高いときには、制限用第１閾値Ｔｔ１ａよりも低いときに比べて、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａを低く制限する。

作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａが制限されると、たとえば、操作レバーを最大に操作した場合における作業用ポンプ７の吐出量が、非制限時に比べて低下する。このため、作業用油圧シリンダ１８の動作速度の最大値に制限がかかり、フロント作業装置１０２の動作速度が遅くなる。つまり、フロント作業装置１０２に所定の動作を行わせる際、動作の開始から終了までの動作時間が長くなる。

これにより、作業のサイクル時間が長くなり、エンジン負荷が低下するので、過給機５０の熱負荷が低減し、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔを低下させることができる。ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔの温度上昇を抑制することができるので、ターボコントローラ１４０の寿命を向上できる。この結果、長期に亘って、排ガス規制を満足することができる。

（２）ところで、作業機械では、作業の中断を極力回避することが強く要望されている。ターボコントローラ１４０の温度が制限用第２閾値Ｔｔ２ａよりも高い状態であっても作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａが制限されない場合、ターボコントローラ１４０が故障し、過給圧を適切に制御できないおそれがある。その結果、ホイールローダ１００の作業を中断し、修理を行う必要が生じる。本実施の形態では、制限状態では、非制限状態に比べて、作業のサイクル時間が長くなることになるが、作業が中断されることを回避することができる。

（３）ホイールローダ１００は、冷却水（冷媒）を冷却するラジエータ（熱交換器）１４と、ラジエータ１４の冷却風を発生する冷却ファン１３と、エンジン１９０により駆動されるファン用ポンプ８と、ファン用ポンプ８から吐出される圧油によって駆動され、冷却ファン１３を回転させるファンモータ１１と、を備えている。メインコントローラ１２０は、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔに基づいて、リリーフ弁９の設定圧Ｐｓを調節することで、冷却ファン１３の回転速度を制御する。メインコントローラ１２０とリリーフ弁９を含んで構成されるファン制御装置は、ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔが補正用第１閾値Ｔｔ１ｂよりも高いときには、補正用第１閾値Ｔｔ１ｂよりも低いときに比べて、冷却ファン１３の最高回転速度を増加させる補正を実行する。

これにより、たとえば、アクセルペダル２１の最大踏み込み時に、エンジン１９０の最高回転速度がハイアイドル回転速度にある場合において、ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔが補正用第１閾値Ｔｔ１ｂよりも高くなると、冷却ファン１３の回転速度が増加することになる。つまり、本実施の形態によれば、ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔが高くなると、冷却ファン１３の冷却性能を向上させるので、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａの制限時に、効果的にターボコントローラ１４０を冷却できる。

（４）メインコントローラ１２０は、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａを制限した後、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａ以下となったときに、上記制限を解除する。これにより、ターボコントローラ１４０の温度が低下すれば、自動で非制限状態に復帰し、通常のサイクル時間で作業を行うことができるので、作業効率を向上できる。

（５）メインコントローラ１２０は、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆを増加させる補正を実行した後、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが補正用第１閾値Ｔｔ１ｂ以下となったときに、上記増速補正を解除する。これにより、ターボコントローラ１４０の温度が低下すれば、自動で非補正状態に復帰し、冷却ファン１３の速度が低下するので、燃費を向上できる。

（６）ターボコントローラ１４０をエンジン１９０の冷却水で冷却するようにした。作業用ポンプ７の最大吸収トルクの制限制御により、エンジン１９０の負荷を低減すると、冷却水温も低下するので、冷却水でターボコントローラ１４０を冷却しない場合に比べて、効果的にターボコントローラ１４０の温度を低減できる。また、エンジン１９０の冷却水を利用することで、ターボコントローラ１４０を冷却する専用の冷媒や冷却機構を設ける必要がない。

−第１の実施の形態の変形例１−
第１の実施の形態では、ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａを超えると、基板温度Ｔｔの上昇に伴って、徐々に作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａの制限量ΔＴが増加する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。

たとえば、ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａを超えると、予めメインコントローラ１２０の記憶装置に記憶された下限値Ｔｘｃｎとなるように作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａを不連続的に変化させてもよい。この場合、基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａ以下となったときに制限を解除すると、制限用第１閾値Ｔｔ１ａの近傍で、制限状態と非制限状態とが交互に繰り返され、フロント作業装置１０２の動作がギクシャクしてしまうおそれがあるため、解除条件の温度には、制限用第１閾値Ｔｔ１ａよりも低い温度を予め定めておくことが好ましい。すなわち、制限条件の温度と、解除条件の温度を異ならせ、ヒステリシスを持たせることが好ましい。

−第１の実施の形態の変形例２−
第１の実施の形態では、ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔが補正用第１閾値Ｔｔ１ｂを超えると、基板温度Ｔｔの上昇に伴って、徐々に冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆの補正量ΔＮが増加する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。

たとえば、ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａを超えると、予めメインコントローラ１２０の記憶装置に記憶された上限値Ｎｆｘとなるように冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆを不連続的に変化させてもよい。この場合、基板温度Ｔｔが補正用第１閾値Ｔｔ１ｂ以下となったときに増加補正を解除すると、補正用第１閾値Ｔｔ１ｂの近傍で、制限状態と非制限状態とが交互に繰り返されるおそれがあるため、解除条件の温度には、補正用第１閾値Ｔｔ１ｂよりも低い温度を予め定めておくことが好ましい。すなわち、制限条件の温度と、解除条件の温度を異ならせ、ヒステリシスを持たせることが好ましい。

−第１の実施の形態の変形例３−
第１の実施の形態では、図３（ｂ）に示す補正用第１閾値Ｔｔ１ｂと、図５に示す制限用第１閾値Ｔｔ１ａを同じ温度とし、図３（ｂ）に示す補正用第２閾値Ｔｔ２ｂと、図５に示す制限用第２閾値Ｔｔ２ａを同じ温度とした例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図３（ｂ）に示す補正用第１閾値Ｔｔ１ｂを、図５に示す制限用第１閾値Ｔｔ１ａよりも低い温度に定めておいてもよい（Ｔｔ１ｂ＜Ｔｔ１ａ）。この場合、フロント作業装置１０２の動作速度に制限がかかる前の段階で、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆを増速補正できるので、ターボコントローラ１４０の温度上昇を抑制し、フロント作業装置１０２の動作速度が制限される頻度（時間）を低減できる。

−第２の実施の形態−
図６（ａ）および図７〜図９を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、第１の実施の形態との相違点について主に説明する。第１の実施の形態では、基板温度Ｔｔに対応付けられた作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａのテーブルＴｘを用いて、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａを制限した。これに対して、第２の実施の形態では、図６（ａ）に示すように、冷却水温Ｔｗに対応付けられた作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａのテーブルＴｔｗ２を用いて、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａを制限する。

基板温度Ｔｔと冷却水温Ｔｗには、相関関係がある。たとえば、図９に示すように、基板温度Ｔｔは冷却水温Ｔｗに比例する関係にある。ここで、基板温度Ｔｔはエンジン１９０の負荷率とも比例する関係にある。したがって、基板温度Ｔｔを低下させるためには、冷却水温Ｔｗやエンジン１９０の負荷率を低下させることが有効である。そこで、第２の実施の形態では、冷却水温Ｔｗに基づいて、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａを制限するようにした。

図６（ａ）は、冷却水温Ｔｗと作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａの関係を示す図である。メインコントローラ１２０の記憶装置には、図６（ａ）に示す冷却水温Ｔｗに対する作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａの特性のテーブルＴｔｗ１およびテーブルＴｔｗ２が記憶されている。最大吸収トルク設定部１２１（図４（ｂ）参照）は、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａよりも高いか否かを判定する。

基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａ以下であると判定された場合、最大吸収トルク設定部１２１は、非制限時用のテーブルＴｔｗ１をトルク演算用のテーブルとして選択する。基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａよりも高いと判定された場合、最大吸収トルク設定部１２１は、制限時用のテーブルＴｔｗ２をトルク演算用のテーブルとして選択する。

最大吸収トルク設定部１２１は、選択された演算用のテーブル（Ｔｔｗ１またはＴｔｗ２）を参照し、冷却水温センサ１６２で検出された冷却水温Ｔｗに基づいて作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａを設定する。

テーブルＴｔｗ１が選択された場合、冷却水温Ｔｗにかかわらず、最大吸収トルクＴａは上限値ＴＨに設定される。つまり、最大吸収トルクＴａは制限されない。

テーブルＴｔｗ２が選択された場合、冷却水温Ｔｗに応じて最大吸収トルクＴａが以下のように設定される。冷却水温Ｔｗが制限用第１温度Ｔｗ１ａ以下では、最大吸収トルクＴａは上限値ＴＨに設定される。制限用第１温度Ｔｗ１ａよりも冷却水温Ｔｗが高くなると、最大吸収トルクＴａが上限値ＴＨよりも低くなる。つまり、基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａよりも高く、かつ、冷却水温Ｔｗが制限用第１温度Ｔｗ１ａよりも高くなると、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａが制限されることになる。冷却水温Ｔｗが制限用第１温度Ｔｗ１ａよりも高くなると、冷却水温Ｔｗの増加に伴い最大吸収トルクＴａは徐々に減少する。冷却水温Ｔｗが制限用第２温度Ｔｗ２ａ以上になると、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａは下限値Ｔｘｃｎとなる。つまり、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａは、上限値ＴＨと下限値Ｔｘｃｎとの間で制限量ΔＴ（＝ＴＨ−Ｔｘｃｎ）が変化する。

制限用第１温度Ｔｗ１ａは、非制限温度帯の上限値、すなわち制限実行温度帯の下限値に相当する冷却水温であり、たとえば、９０℃程度とされている。制限用第２温度Ｔｗ２ａは、最大制限実行温度帯の下限値に相当する冷却水温であり、制限用第１温度Ｔｗ１ａよりも高い温度、たとえば、１００℃程度とされている。

図７は、冷却水温Ｔｗと冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆの関係を示す図である。メインコントローラ１２０の記憶装置には、図７に示す冷却水温Ｔｗに対する冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆの特性のテーブルＴｆｗ１およびテーブルＴｆｗ２が記憶されている。ファン速設定部１２２（図４（ｂ）参照）は、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが補正用第１閾値Ｔｔ１ｂよりも高いか否かを判定する。

基板温度Ｔｔが補正用第１閾値Ｔｔ１ｂ以下であると判定された場合、ファン速設定部１２２は、非補正時用のテーブルＴｆｗ１を速度演算用のテーブルとして選択する。基板温度Ｔｔが補正用第１閾値Ｔｔ１ｂよりも高いと判定された場合、ファン速設定部１２２は、補正時用のテーブルＴｆｗ２を速度演算用のテーブルとして選択する。

ファン速設定部１２２は、選択された演算用のテーブル（Ｔｆｗ１またはＴｆｗ２）を参照し、冷却水温センサ１６２で検出された冷却水温Ｔｗに基づいて冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆを設定する。

テーブルＴｆｗ１が選択された場合、冷却水温Ｔｗに応じて最高回転速度Ｎｆが以下のように設定される。冷却水温Ｔｗが補正用第１温度Ｔｗ１ｂ以下では、最高回転速度Ｎｆは下限値Ｎｆｎに設定される。補正用第１温度Ｔｗ１ｂよりも冷却水温Ｔｗが高くなると、最高回転速度Ｎｆが下限値Ｎｆｎよりも高くなる。つまり、基板温度Ｔｔが補正用第１閾値Ｔｔ１ｂ以下である場合であっても、冷却水温Ｔｗが補正用第１温度Ｔｗ１ｂよりも高くなると、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆが増速補正されることになる。冷却水温Ｔｗが補正用第１温度Ｔｗ１ｂよりも高くなると、冷却水温Ｔｗの増加に伴い最高回転速度Ｎｆは徐々に増加する。冷却水温Ｔｗが補正用第２温度Ｔｗ２ｂ以上になると冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆは上限値Ｎｆｘとなる。つまり、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆは、下限値Ｎｆｎと上限値Ｎｆｘとの間で補正量ΔＮ（＝Ｎｆｘ−Ｎｆｎ）が変化する。

テーブルＴｆｗ２は、上述のテーブルＴｆｗ１を冷却水の低温側（図示左側）にシフトさせた特性を有している。テーブルＴｆｗ２が選択された場合、冷却水温Ｔｗに応じて最高回転速度Ｎｆが以下のように設定される。冷却水温Ｔｗが補正用第３温度Ｔｗ３ｂ以下では、最高回転速度Ｎｆは下限値Ｎｆｎに設定される。補正用第３温度Ｔｗ３ｂよりも冷却水温Ｔｗが高くなると、最高回転速度Ｎｆが下限値Ｎｆｎよりも高くなる。つまり、基板温度Ｔｔが補正用第１閾値Ｔｔ１ｂよりも高く、かつ、冷却水温Ｔｗが補正用第３温度Ｔｗ３ｂよりも高くなると、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆが増速補正されることになる。冷却水温Ｔｗが補正用第３温度Ｔｗ３ｂよりも高くなると、冷却水温Ｔｗの増加に伴い最高回転速度Ｎｆは徐々に増加する。冷却水温Ｔｗが補正用第４温度Ｔｗ４ｂ以上になると冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆは上限値Ｎｆｘとなる。つまり、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆは、下限値Ｎｆｎと上限値Ｎｆｘとの間で補正量ΔＮ（＝Ｎｆｘ−Ｎｆｎ）が変化する。

図７に示す補正用第１温度Ｔｗ１ｂは、図６（ａ）に示す制限用第１温度Ｔｗ１ａと同じ温度であり（Ｔｗ１ｂ＝Ｔｗ１ａ）、非補正温度帯の上限値、すなわち補正実行温度帯の下限値に相当する冷却水温である。図７に示す補正用第２温度Ｔｗ２ｂは、図６（ａ）に示す制限用第２温度Ｔｗ２ａと同じ温度であり（Ｔｗ２ｂ＝Ｔｗ２ａ）、最大補正実行温度帯の下限値に相当する冷却水温である。補正用第４温度Ｔｗ４ｂは補正用第１温度Ｔｗ１ｂよりも低く、補正用第３温度Ｔｗ３ｂは補正用第４温度Ｔｗ４ｂよりも低い（Ｔｗ３ｂ＜Ｔｗ４ｂ＜Ｔｗ１ｂ＜Ｔｗ２ｂ）。

以下、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａの制限制御、および、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆの増速補正制御の内容を、図８のフローチャートを用いて説明する。図８は、本発明の第２の実施の形態に係るホイールローダ１００のメインコントローラ１２０による作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａの制限制御、および、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆの増速補正制御の処理の動作を示したフローチャートである。イグニッションスイッチ（不図示）がオンされると、図示しない初期設定が行われた後、図８に示す処理を行うプログラムが起動され、メインコントローラ１２０により、所定の制御周期で繰り返し実行される。

ステップＳ１００において、メインコントローラ１２０は、基板温度センサ１６１で検出されたターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔの情報、ならびに、冷却水温センサ１６２で検出された冷却水温Ｔｗの情報を読み込んで、記憶装置に記憶させ、ステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１１０において、メインコントローラ１２０は、基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａよりも高いか否かを判定する。ステップＳ１１０で肯定判定されるとステップＳ１２０へ進み、ステップＳ１１０で否定判定されるとステップＳ１２５へ進む。

ステップＳ１２０において、メインコントローラ１２０は、トルク演算用のテーブルとして、テーブルＴｔｗ２を選択してステップＳ１６０へ進む。ステップＳ１２５において、メインコントローラ１２０は、トルク演算用のテーブルとして、テーブルＴｔｗ１を選択してステップＳ１６０へ進む。

ステップＳ１６０において、メインコントローラ１２０は、ステップＳ１２０またはステップＳ１２５で選択されたトルク演算用のテーブルを参照し、冷却水温Ｔｗに基づいて、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａを演算し、ステップＳ１７０へ進む。

ステップＳ１７０において、メインコントローラ１２０は、基板温度Ｔｔが補正用第１閾値Ｔｔ１ｂよりも高いか否かを判定する。ステップＳ１７０で肯定判定されるとステップＳ１８０へ進み、ステップＳ１７０で否定判定されるとステップＳ１８５へ進む。

ステップＳ１８０において、メインコントローラ１２０は、速度演算用のテーブルとして、テーブルＴｆｗ２を選択してステップＳ１９０へ進む。ステップＳ１８５において、メインコントローラ１２０は、速度演算用のテーブルとして、テーブルＴｆｗ１を選択してステップＳ１９０へ進む。

ステップＳ１９０において、メインコントローラ１２０は、ステップＳ１８０またはステップＳ１８５で選択された速度演算用のテーブルを参照し、冷却水温Ｔｗに基づいて、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆを演算して、図８のフローチャートに示す処理を終了する。

このように、第２の実施の形態では、メインコントローラ１２０は、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａよりも高いとき、冷却水温Ｔｗに基づいて、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａを低く制限する。

このような第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。
（７）基板温度Ｔｔと冷却水温Ｔｗの相関関係を考慮し、テーブルＴｔｗ２の特性を予め定めておくようにしたので、メインコントローラ１２０において、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔをリアルタイムに検出できない場合であっても、ターボコントローラ１４０の温度を効果的に低減できる。

なお、周囲の環境やエンジン１９０の運転状況により、冷却水温が同じ水温（たとえば、Ｔｗ０）で維持されたとしても、図９に示すように、エンジン負荷率が下がれば、ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔは低下することになる。本実施の形態によれば、上述したように、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａが低いトルクに制限されるので、フロント作業装置１０２の動作速度が遅くなり、作業のサイクル時間が長くなり、エンジン１９０の負荷が低下する。このため、冷却水温が同じ温度であったとしても、ターボコントローラ１４０の温度を低減できる。なお、冷却水温Ｔｗは、エンジン１９０の負荷率と比例関係にあるので、通常、エンジン１９０の負荷率を低下させることで、冷却水温Ｔｗを低下させることができ、より効果的にターボコントローラ１４０の温度を低減できる。

（８）本実施の形態では、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａの制限制御と合わせて、冷却ファン１３の増速補正制御を実行するようにした。メインコントローラ１２０は、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが補正用第１閾値Ｔｔ１ｂよりも高いとき、冷却水温Ｔｗに基づいて、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆを増速させる補正を実行する。これにより、冷却ファン１３の増速補正を実行しない場合に比べて、効果的に冷却水の温度を低下させることができ、効果的にターボコントローラ１４０の温度を低減できる。

−第２の実施の形態の変形例１−
第２の実施の形態では、非制限時用のテーブルＴｔｗ１の特性（図６（ａ）参照）が、冷却水温Ｔｗにかかわらず、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａが上限値ＴＨに設定される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。非制限時用のテーブルの特性が、冷却水温Ｔｗに応じて変化する特性であってもよい。

図６（ｂ）は、第２の実施の形態の変形例１に係るテーブルを示す図であり、図６（ａ）と同様、冷却水温Ｔｗと作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａの関係を示している。本変形例では、図６（ａ）に示すテーブルＴｔｗ１に代えて、テーブルＴｔｗ１ｄが非制限時用のテーブルとして記憶装置に記憶されている。最大吸収トルク設定部１２１により、テーブルＴｔｗ１ｄがトルク演算用のテーブルとして選択された場合、冷却水温Ｔｗに応じて最大吸収トルクＴａが以下のように設定される。

冷却水温Ｔｗが制限用第３温度Ｔｗ３ａ以下では、最大吸収トルクＴａは上限値ＴＨに設定される。制限用第３温度Ｔｗ３ａよりも冷却水温Ｔｗが高くなると、最大吸収トルクＴａが上限値ＴＨよりも低くなる。つまり、本変形例では、基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａを超えない場合であっても、冷却水温Ｔｗが制限用第３温度Ｔｗ３ａよりも高くなると、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａが制限されることになる。冷却水温Ｔｗが制限用第３温度Ｔｗ３ａよりも高くなると、冷却水温Ｔｗの増加に伴い最大吸収トルクＴａは徐々に減少する。冷却水温Ｔｗが制限用第４温度Ｔｗ４ａ以上になると、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａは下限値Ｔｘｃｎとなる。

制限用第３温度Ｔｗ３ａは、制限用第１温度Ｔｗ１ａよりも高い温度であり、たとえば、第１の実施の形態で説明した制限用第１閾値Ｔｔ１ａと同程度の温度とされている。制限用第３温度Ｔｗ３ａは、基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａ以下である場合における非制限温度帯の上限値、すなわち制限実行温度帯の下限値に相当する冷却水温である。制限用第４温度Ｔｗ４ａは、制限用第２温度Ｔｗ２ａよりも高い温度であり、たとえば、第１の実施の形態で説明した制限用第２閾値Ｔｔ２ａと同程度の温度とされている。制限用第４温度Ｔｗ４ａは、基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａ以下である場合における最大制限実行温度帯の下限値に相当する冷却水温である。

このような第２の実施の形態の変形例１によれば、第２の実施の形態と同様の作用効果に加え、次の作用効果を奏する。
（９）メインコントローラ１２０は、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａよりも低い場合であっても、冷却水温Ｔｗが制限用第３温度Ｔｗ３ａよりも高いときには、冷却水温Ｔｗが制限用第３温度Ｔｗ３ａよりも低いときに比べて、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａを低く制限する。基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａよりも低い状態であっても冷却水温Ｔｗが高い状態では、作業を行った場合に、ターボコントローラ１４０の温度が短時間で高くなるおそれがある。本変形例によれば、基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａよりも低い状態であるときに、冷却水温Ｔｗに基づいてエンジン１９０の制限をかけることで、ターボコントローラ１４０の温度上昇を抑えることができる。

（１０）さらに、基板温度センサ１６１や、基板温度センサ１６１とメインコントローラ１２０とを接続する信号ラインに不具合が発生した場合のバックアップとして、ターボコントローラ１４０の温度上昇を抑制することもできる。

−第２の実施の形態の変形例２−
第２の実施の形態では、基板温度センサ１６１で検出された基板温度Ｔｔに相当する検出信号が直接メインコントローラ１２０に入力される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、基板温度センサ１６１で検出された基板温度Ｔｔに相当する検出信号をエンジンコントローラ１３０に入力させ、エンジンコントローラ１３０で基板温度Ｔｔをリアルタイムで監視することもできる。本変形例では、メインコントローラ１２０と基板温度センサ１６１とは直接に接続されていない。

エンジンコントローラ１３０は、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａよりも高いか否かを判定する。基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａ以下である状態から制限用第１閾値Ｔｔ１ａよりも高い状態となった場合、エンジンコントローラ１３０は、内蔵するタイマにより時間の計測を開始する。

エンジンコントローラ１３０は、基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａ以上である状態が、時間閾値ｔ０以上継続されたか否かを判定する。エンジンコントローラ１３０は、内蔵するタイマにより計測された時間（計測時間ｔ）が、時間閾値ｔ０以上の場合、制限実行条件が成立したと判断し、制限実行モードを設定する。制限実行モードが設定されると、エンジンコントローラ１３０からメインコントローラ１２０に制限実行信号が出力される。時間閾値ｔ０は、たとえば３０分程度に設定され、予めエンジンコントローラ１３０の記憶装置に記憶されている。

エンジンコントローラ１３０は、制限実行モードが設定されている状態で、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａ以下になった場合、制限解除条件が成立したと判断し、非制限モードを設定する。非制限モードが設定されると、エンジンコントローラ１３０からメインコントローラ１２０への制限実行信号の出力を停止する、あるいは、制限実行信号に代えて制限解除信号を出力する。

メインコントローラ１２０の最大吸収トルク設定部１２１（図４（ｂ）参照）およびファン速設定部１２２（図４（ｂ）参照）は、エンジンコントローラ１３０からの制限実行信号が入力されたか否かを判定する。

制限実行信号が入力されていないと判定された場合、最大吸収トルク設定部１２１は、非制限時用のテーブルＴｔｗ１（図６（ａ）参照）をトルク演算用のテーブルとして選択する。制限実行信号が入力されていると判定された場合、最大吸収トルク設定部１２１は、制限時用のテーブルＴｔｗ２（図６（ａ）参照）をトルク演算用のテーブルとして選択する。

制限実行信号が入力されていないと判定された場合、ファン速設定部１２２は、テーブルＴｆｗ１（図７参照）を速度演算用のテーブルとして選択する。制限実行信号が入力されていると判定された場合、ファン速設定部１２２は、テーブルＴｆｗ２（図７参照）を速度演算用のテーブルとして選択する。

図１０は、第２の実施の形態の変形例２に係るホイールローダ１００のエンジンコントローラ１３０による制限実行判定制御処理の動作を示したフローチャートである。イグニッションスイッチ（不図示）がオンされると、図示しない初期設定が行われた後、図１０に示す処理を行うプログラムが起動され、エンジンコントローラ１３０により、所定の制御周期で繰り返し実行される。なお、初期設定では、制限解除信号を出力する（あるいは、制限実行信号を出力しない）非制限モードが設定されている。

ステップＳ２００はタイマリセット処理であり、ステップＳ２００において、エンジンコントローラ１３０は、内蔵するタイマ（不図示）の計測時間ｔを０に設定し、ステップＳ２１０へ進む。

ステップＳ２１０において、エンジンコントローラ１３０は、基板温度センサ１６１で検出されたターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔの情報を読み込んで、記憶装置に記憶させ、ステップＳ２２０へ進む。

ステップＳ２２０において、エンジンコントローラ１３０は、基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａよりも高いか否かを判定する。ステップＳ２２０で肯定判定されるとステップＳ２３０へ進み、ステップＳ２２０で否定判定されるとステップＳ２００へ戻る。

ステップＳ２３０はタイマカウント処理であり、ステップＳ２３０において、エンジンコントローラ１３０は、内蔵するタイマ（不図示）により時間の計測を行って（計測時間ｔ←ｔ＋Δｔ）、ステップＳ２４０へ進む。

ステップＳ２４０において、エンジンコントローラ１３０は、計測時間ｔが時間閾値ｔ０以上であるか否かを判定する。ステップＳ２４０で肯定判定されると、エンジンコントローラ１３０は、制限実行条件が成立したと判断してステップＳ２５０へ進む。ステップＳ２４０で否定判定されると、エンジンコントローラ１３０は、制限実行条件は成立していないと判断してステップＳ２１０へ戻る。

ステップＳ２５０において、エンジンコントローラ１３０は、制限モードを設定し、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａの制限実行を指令する制限実行信号をメインコントローラ１２０に出力して、ステップＳ２６０へ進む。

ステップＳ２６０において、エンジンコントローラ１３０は、基板温度センサ１６１で検出されたターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔの情報を読み込んで、記憶装置に記憶させ、ステップＳ２７０へ進む。

ステップＳ２７０において、エンジンコントローラ１３０は、基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａ以下か否かを判定する。ステップＳ２７０で否定判定されると、エンジンコントローラ１３０は、制限解除条件は成立していないと判断してステップＳ２５０へ戻る。ステップＳ２７０で肯定判定されると、エンジンコントローラ１３０は、制限解除条件が成立したと判断してステップＳ２８０へ進む。

ステップＳ２８０において、エンジンコントローラ１３０は、非制限モードを設定し、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａの制限を解除する制限解除信号をメインコントローラ１２０に出力して、図１３のフローチャートに示す処理を終了する。

図１１は、第２の実施の形態の変形例２に係るホイールローダ１００のメインコントローラ１２０による作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａの制限制御、および、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆの増速補正制御の処理の動作を示したフローチャートである。イグニッションスイッチ（不図示）がオンされると、図示しない初期設定が行われた後、図１１に示す処理を行うプログラムが起動され、メインコントローラ１２０により、所定の制御周期で繰り返し実行される。

図１１に示すように、ステップＳ３００において、メインコントローラ１２０は、冷却水温センサ１６２で検出された冷却水温Ｔｗの情報を読み込んで、記憶装置に記憶させ、ステップＳ３１０へ進む。

ステップＳ３１０において、メインコントローラ１２０は、制限実行信号が入力されているか否かを判定する。ステップＳ３１０で肯定判定されると、すなわちエンジンコントローラ１３０で制限モードが設定され、エンジンコントローラ１３０からメインコントローラ１２０に制限実行信号が出力されている場合はステップＳ３２０へ進む。一方、ステップＳ３１０で否定判定されると、すなわちエンジンコントローラ１３０で非制限モードが設定され、エンジンコントローラ１３０からメインコントローラ１２０に制限実行信号が出力されていない場合、あるいは、制限解除信号が出力されている場合は、ステップＳ３４０へ進む。

ステップＳ３２０において、メインコントローラ１２０は、トルク演算用のテーブルとして、テーブルＴｔｗ２を選択してステップＳ３３０へ進む。ステップＳ３４０において、メインコントローラ１２０は、トルク演算用のテーブルとして、テーブルＴｔｗ１を選択してステップＳ３５０へ進む。

ステップＳ３３０において、メインコントローラ１２０は、速度演算用のテーブルとして、テーブルＴｆｗ２を選択してステップＳ３６０へ進む。ステップＳ３５０において、メインコントローラ１２０は、速度演算用のテーブルとして、テーブルＴｆｗ１を選択してステップＳ３６０へ進む。

ステップＳ３６０において、メインコントローラ１２０は、ステップＳ３２０またはステップＳ３４０で選択されたトルク演算用のテーブルを参照し、冷却水温Ｔｗに基づいて、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａを演算し、ステップＳ３９０へ進む。

ステップＳ３９０において、メインコントローラ１２０は、ステップＳ３３０またはステップＳ３５０で選択された速度演算用のテーブルを参照し、冷却水温Ｔｗに基づいて、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆを演算して、図１１のフローチャートに示す処理を終了する。

このような変形例によれば、第２の実施の形態と同様、メインコントローラ１２０において、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔをリアルタイムに検出できない場合であっても、ターボコントローラ１４０の温度を効果的に低減できる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（変形例１）
上述した実施の形態では、メインコントローラ１２０が、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａを制限した後、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが制限用第１閾値Ｔｔ１ａ以下となったときに、上記制限を解除する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。エンジン１９０の冷却水温Ｔｗが、制限用第１温度Ｔｗ１ａ以下の所定温度以下になったときに、制限を解除してもよい。

（変形例２）
上述した実施の形態では、メインコントローラ１２０が、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆを補正した後、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが補正用第１閾値Ｔｔ１ｂ以下となったときに、上記補正を解除する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。エンジン１９０の冷却水温Ｔｗが、補正用第１温度Ｔｗ１ｂ以下の所定温度以下になったときに、制限を解除してもよい。

（変形例３）
上述した実施の形態では、過給圧を制御する過給機５０として、排気側に開口面積を変更可能なノズルベーン機構５９を設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。吸気側に開口面積を変更可能な開口面積調整機構を設け、ターボコントローラ１４０により開口面積調整機構を制御して吸入空気の流量を調整することで、過給圧を変更できるようにしてもよい。排気側および吸気側の両者に、開口面積を変更可能な開口面積調整機構を設けてもよい。なお、開口面積調整機構は、ノズルベーン機構５９に限定されない。たとえば、流量制御弁の開閉により流量を制御してもよい。

（変形例４）
上述した実施の形態では、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａの制限制御や、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆの補正制御に用いるターボコントローラ１４０の温度として、ターボコントローラ１４０の制御基板に実装された基板温度センサ１６１で検出された基板温度Ｔｔを採用する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板を収容するケーシングの温度をターボコントローラ１４０の温度として採用してもよい。

（変形例５）
上述した実施の形態では、ターボコントローラ１４０をエンジン１９０の冷却水で冷却する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。ターボコントローラ１４０を冷却する冷却ファン（不図示）を設けてもよい。

（変形例６）
上述した実施の形態では、テーブルＴｘ，Ｔｔｗ１，Ｔｔｗ２を参照して、作業用ポンプ７の最大吸収トルクＴａを設定し、テーブルＴｆ，Ｔｆｗ１，Ｔｆｗ２を参照して、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆを設定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。テーブルに代えて、関数形式で同様の特性を記憶させておいてもよい。

（変形例７）
上述した実施の形態では、メインコントローラ１２０からの制御電流により可変式のリリーフ弁９のリリーフ圧を設定して冷却ファン１３の回転速度を制御する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ファンモータ１１を可変容量型の油圧モータとして、メインコントローラ１２０からモータレギュレータ（ファンモータ１１の傾転制御装置）に制御信号を出力して冷却ファン１３の回転速度を制御してもよい。また、ファン用ポンプ８の吐出側管路に電磁切換弁を接続し、メインコントローラ１２０からの制御信号により電磁切換弁の切換量を調整して冷却ファン１３の回転速度を制御してもよい。ファン用ポンプ８を可変容量型の油圧ポンプとして、メインコントローラ１２０からポンプレギュレータ（ファン用ポンプ８の傾転制御装置）に制御信号を出力して冷却ファン１３の回転速度を制御してもよい。

（変形例８）
上述した実施の形態では、本発明をホイールローダに適用する例を説明したが、クローラ式の油圧ショベルやホイールショベル、フォークリフト等、他の作業機械にも本発明を同様に適用することができる。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

７作業用ポンプ（作業用油圧ポンプ）、８ファン用ポンプ（ファン用油圧ポンプ）、９リリーフ弁、１１ファンモータ（ファン用油圧モータ）、１３冷却ファン、１４ラジエータ（熱交換器）、５０過給機、１００ホイールローダ（作業機械）、１０２フロント作業装置（作業装置）、１２０メインコントローラ（主制御装置、ファン制御装置）、１４０ターボコントローラ（過給機制御装置）、１６１基板温度センサ（温度検出装置）、１６２冷却水温センサ（冷媒温度検出装置）、１９０エンジン

Claims

過給圧を変更可能な可変容量式の過給機と、作業装置を備えた作業機械であって、
エンジンにより駆動され、前記作業装置を駆動させるアクチュエータに圧油を供給する可変容量型の作業用油圧ポンプと、
前記過給機を制御する過給機制御装置と、
前記過給機制御装置の温度を検出する温度検出装置と、
前記過給機制御装置の温度が第１温度よりも高いときには、前記第１温度よりも低いときに比べて、前記作業用油圧ポンプの最大吸収トルクを制限する主制御装置と、を備えていることを特徴とする作業機械。
請求項１に記載の作業機械において、
前記エンジンの冷媒の温度を検出する冷媒温度検出装置を備え、
前記主制御装置は、前記過給機制御装置の温度が前記第１温度よりも高いとき、前記冷媒の温度に基づいて、前記作業用油圧ポンプの最大吸収トルクを制限することを特徴とする作業機械。
請求項１に記載の作業機械において、
前記エンジンの冷媒を冷却する熱交換器と、
前記熱交換器の冷却風を発生する冷却ファンと、
前記エンジンにより駆動されるファン用油圧ポンプと、
前記ファン用油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動され、前記冷却ファンを回転させるファン用油圧モータと、
前記過給機制御装置の温度に基づいて、前記冷却ファンの回転速度を制御するファン制御装置と、を備え、
前記ファン制御装置は、前記過給機制御装置の温度が第２温度よりも高いときには、前記第２温度よりも低いときに比べて、前記冷却ファンの回転速度を増加させる補正を実行することを特徴とする作業機械。
請求項３に記載の作業機械において、
前記エンジンの冷媒の温度を検出する冷媒温度検出装置を備え、
前記ファン制御装置は、前記過給機制御装置の温度が前記第２温度よりも高いとき、前記冷媒の温度に基づいて、前記冷却ファンの回転速度を増加させる補正を実行することを特徴とする作業機械。
請求項１に記載の作業機械において、
前記主制御装置は、前記作業用油圧ポンプの最大吸収トルクを制限した後、前記過給機制御装置の温度が前記第１温度以下の閾値よりも低くなったときに、前記制限を解除することを特徴とする作業機械。
請求項１に記載の作業機械において、
前記主制御装置は、前記作業用油圧ポンプの最大吸収トルクを制限した後、前記エンジンの冷媒の温度が第１の冷媒温度よりも低くなったときに、前記制限を解除することを特徴とする作業機械。
請求項３に記載の作業機械において、
前記ファン制御装置は、前記冷却ファンの回転速度を増加させる補正を実行した後、前記過給機制御装置の温度が前記第２温度以下の閾値よりも低くなったときに、前記補正を解除することを特徴とする作業機械。
請求項３に記載の作業機械において、
前記ファン制御装置は、前記冷却ファンの回転速度を増加させる補正を実行した後、前記エンジンの冷媒の温度が第２の冷媒温度よりも低くなったときに、前記補正を解除することを特徴とする作業機械。